中国粉体网讯 随着PVT法制备SiC单晶技术不断发展，SiC单晶整个产业链也在不断发展，“四高两涂”将不断为SiC单晶生产链提供高纯原料和耗材的配备。
四高
高纯SiC粉：据统计，用于碳化硅长晶的SiC粉体的纯度（质量分数，下同）在99.95%～99.9999%之间。目前高纯SiC粉料合成方法中，改进的自蔓延高温合成法最具有代表性，此方法过程简单，合成效率高，是目前常见的制备SiC粉体的方法，通常被用做合成高纯SiC粉。国际著名的SiC单晶生产商美国Cree、日本Rohm，均掌握高纯SiC粉合成工艺；国内生产商有天科合达等。
高纯碳粉：C粉的纯度将直接影响SiC粉的纯度。目前，国外有德国西格里和美国美尔森等企业，已掌握高纯碳粉提纯工艺，国内顶立科技已掌握6N碳粉的提纯工艺。
高纯石墨：高纯石墨制品在第三代半导体单晶生长设备应用广泛，主要用于SiC单晶生长炉石墨坩埚和石墨加热器，还普遍用于GaN外延生长石墨基座和抗高温烧蚀涂层石墨基座等。
高纯硬毡：PVT生长单晶过程中，碳纤维硬毡起到保温作用，硬毡的纯度对于成功实现SiC晶体生长至关重要。保温硬毡材料中的杂质，是生长过程中杂质污染的来源之一。碳纤维硬毡中关键杂质元素的含量控制在10-6以下，并且必须严格控制总灰分的含量。
两涂
1.SiC涂层
SiC涂层的应用场景主要是半导体生产中的耗材，其核心指标包括涂层的均匀性、膨胀系数和导热性。其中，碳化硅涂层石墨盘是目前单晶硅外延生长用和氮化镓（GaN）外延生长用最好的基座之一，是外延炉的核心部件。国内碳化硅涂层市场需求大，当前，中国国内碳化硅涂层石墨盘生产商数量较少，已实现量产并有应用业绩的主要有志橙半导体、德智新材料等企业。
2.TaC涂层
TaC涂层石墨比裸石墨或SiC涂层石墨具有更好的耐化学腐蚀性能，可在2600℃高温下稳定使用，与众多金属元素不反应，是第三代半导体单晶生长和晶圆刻蚀场景中性能最好的涂层，能显著提高工艺过程中对温度和杂质的控制，制备高质量的碳化硅晶圆和相关外延片。尤其适用于MOCVD设备生长GaN或AlN单晶和PVT设备生长SiC单晶，所生长的单晶质量得到明显提高。目前，东洋碳素（日本）、Momentive（美国）等海外机构采用CVD在石墨表面制备出高质量TaC涂层；国内恒普科技等企业已突破TaC涂层技术并达到了国际先进水平。
高纯SiC粉末作为生长SiC晶体的直接原材料，其纯度直接关系着SiC单晶的质量，而高纯碳粉的纯度决定SiC粉的纯度，在众多杂质中，N元素含量处于榜首，如何减少N元素含量还需要后续进一步的研究；高纯硬毡、高纯石墨制品是PVT设备的必备组件，其杂质和灰分含量的多少会在生长过程中对晶体的质量有非常大的影响；SiC涂层、TaC涂层作为保护涂层，CVD法制备涂层工艺难点“沉得好”、“沉得匀”、“沉得厚”等问题，还需后续进一步的探索。
中国粉体网将于2024年4月25日在江苏苏州举办“第三届半导体行业用陶瓷材料技术研讨会暨第三代半导体SiC晶体生长技术交流会”，届时，湖南顶立科技股份有限公司董事长戴煜将带来《第三代半导体用“四高两涂”材料及装备的技术现状与展望》的报告，戴总将讲述关于第三代半导体生产用“四高两涂”碳基材料及装备的技术现状，及顶立科技研究团队近年来在此领域的研究进展。
专家介绍
戴煜，湖南顶立科技股份有限公司董事长，工学博士，正高级工程师，南昌大学教授/博士生导师，国家“万人计划”领军人才，国务院特殊津贴专家，俄罗斯工程院/自然科学院外籍院士。长期致力于先进碳基/陶瓷基复合材料、第三代半导体专用高纯碳基材料、金属基3D打印材料及其特种热工装备研制开发。荣获省部级科技奖励19项，主持或承担国家、省部级重大科研项目20余项，获授权发明专利85项，制定行业标准6项，出版专著2部。
来源：
龙振等：第三代半导体生产应用“四高两涂”碳基材料的技术现状
粉体网
（中国粉体网编辑整理/空青）
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